Question

如圖，直線與坐標軸分別交于點A、B，與直線y=x交于點C．在線段OA上，動點Q以每秒1個單位長度的速度從點O出發(fā)向點A做勻速運動，同時動點P從點A出發(fā)向點O做勻速運動，當點P、Q其中一點停止運動時，另一點也停止運動．分別過點P、Q作x軸的垂線，交直線AB、OC于點E、F，連接EF．若運動時間為t秒，在運動過程中四邊形PEFQ總為矩形（點P、Q重合除外）．

（1）求點P運動的速度是多少？

（2）當t為多少秒時，矩形PEFQ為正方形？

（3）當t為多少秒時，矩形PEFQ的面積S最大？并求出最大值．

 

Answer 1

【答案】

解：（1）∵直線與坐標軸分別交于點A、B，

∴x=0時，y=4；y=0時，x=8。∴BO=4，AO=8�！�。

當t秒時，QO=FQ=t，則EP=t，

∵EP∥BO，∴△ABO∽△ARP。∴，即。

∴AP=2t。

∵動點Q以每秒1個單位長度的速度從點O出發(fā)向點A做勻速運動，

∴點P運動的速度是每秒2個單位長度。

（2）∵當OP=OQ時，PE與QF重合，此時t=，當點P、Q其中一點停止運動時，另一點也停止運動，

∴分0＜t＜和＜t≤4兩種情況討論：

如圖1，當0＜t＜。即點P在點Q右側(cè)時，若PQ=PE，矩形PEFQ為正方形，

∵OQ=FQ=t，PA=2t，

∴QP=8－t－2t=8－3t。

∴8－3t=t。

解得：t=2。

如圖2，當＜t≤4，即點P在點Q左側(cè)時，若PQ=PE，矩形PEFQ為正方形，∵OQ=t，PA=2t，∴OP=8－2t。

∴。

∴。

解得：t=4。

∴當t為2秒或4秒時，矩形PEFQ為正方形。

（3）同（2）分0＜t＜和＜t≤4兩種情況討論：

如圖1，當0＜t＜時，Q在P點的左邊

∵OQ=t，PA=2t，∴QP=8－t－2t=8－3t，

∴。

∴當t=時，S的最大值為，

如圖2，當＜t≤4時，Q在P點的右邊，

∵OQ=t，PA=2t，∴。

∴。

∵當＜t≤4時，S隨t的增大而增大，∴t=4時，S的最大值為：3×4²﹣8×4=16。

綜上所述，當t=4時，S的最大值為：16。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)直線與坐標軸分別交于點A、B，得出A，B點的坐標，再利用EP∥BO，得出，據(jù)此可以求得點P的運動速度。

（2）當PQ=PE時，以及當PQ=PE時，矩形PEFQ為正方形，分別求出即可。

（3）根據(jù)（2）中所求得出S與t的函數(shù)關(guān)系式，從而利用二次函數(shù)性質(zhì)求出即可。